JP6118555B2 - Soil inherent thermal resistance measuring device, soil inherent thermal resistance measuring method, and soil inherent thermal resistance measuring system - Google Patents

Soil inherent thermal resistance measuring device, soil inherent thermal resistance measuring method, and soil inherent thermal resistance measuring system Download PDF

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本発明は、土壌固有熱抵抗を測定するのに好適な土壌固有熱抵抗測定装置、土壌固有熱抵抗測定方法、及び土壌固有熱抵抗測定システムに関する。   The present invention relates to a soil specific heat resistance measurement device, a soil specific heat resistance measurement method, and a soil specific heat resistance measurement system suitable for measuring soil specific heat resistance.

一般に、電力ケーブルを通して送電が可能となる送電容量は、電力ケーブルが埋設される土壌の周囲における土壌熱抵抗の影響を大きく受ける。このため、電力ケーブルを設計する場合、許容電流計算の基礎資料の一つとして、電力ケーブルの埋設ルートにおいて、土壌固有熱抵抗を測定して熱的条件を把握する必要がある。   Generally, the transmission capacity that enables power transmission through a power cable is greatly affected by the soil thermal resistance around the soil in which the power cable is embedded. For this reason, when designing a power cable, as one of the basic data for calculating the allowable current, it is necessary to measure the soil specific thermal resistance and grasp the thermal condition in the buried route of the power cable.

特許文献1には、「土壌熱抵抗測定器」について開示されている。特に、ヒータに通電を開始して土壌が加熱されてから2分後における計測温度θと、加熱開始20分後における計算温度θ20とを用い、下記式により、土壌固有熱抵抗値gを求める。

Figure 0006118555
さらに、土壌に差し込んだ探針体の3箇所の各計測温度により求めた土壌固有熱抵抗値を演算手段で平均化し、この平均値を土壌固有熱抵抗値として表示手段に表示するという技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a “soil thermal resistance measuring device”. In particular, using the measured temperature θ 2 2 minutes after the heater is energized and the soil is heated, and the calculated temperature θ 20 20 minutes after the start of heating, the soil specific thermal resistance value g is Ask.

Figure 0006118555
Further, a technique is disclosed in which the soil specific heat resistance value obtained from each measured temperature of the three probe bodies inserted into the soil is averaged by the calculation means, and this average value is displayed on the display means as the soil specific heat resistance value. Has been.

特許文献2には、「土壌熱抵抗測定時の探針棒差し込み方法及びこれに使用するガイド棒」について開示されている。特に、土壌固有熱抵抗を測定する技術として、熱源と温度測定手段とを備える探針棒を土中に差し込んでおき、一定時間熱源で加熱したときの温度変化を温度測定手段で計測し、この温度勾配から演算により熱抵抗を求める技術が開示されている。
ここで、温度勾配とは、測定対象領域が直線状になるまで継続して得られた直線の傾きである。演算の方法としては、この直線状に2点の通電開始後の任意時間および任意時間時の温度、発熱体の深さ、熱源の消費電力から土壌固有熱抵抗を算出する。探針棒を一定時間熱源で加熱したときの温度変化を計測し、この温度勾配から熱抵抗を求める。
Patent Document 2 discloses “a method of inserting a probe bar at the time of measuring soil thermal resistance and a guide bar used therefor”. In particular, as a technique for measuring the soil specific heat resistance, a probe bar equipped with a heat source and a temperature measuring means is inserted into the soil, and the temperature change when heated with a heat source for a certain time is measured by the temperature measuring means. A technique for obtaining a thermal resistance by calculation from a temperature gradient is disclosed.
Here, the temperature gradient is an inclination of a straight line obtained continuously until the measurement target region becomes linear. As a calculation method, the soil specific thermal resistance is calculated from the temperature at the arbitrary time after the start of energization at two points and the temperature at the arbitrary time, the depth of the heating element, and the power consumption of the heat source. The temperature change when the probe bar is heated with a heat source for a certain period of time is measured, and the thermal resistance is obtained from this temperature gradient.

特許文献3には、片対数グラフに経過時間を示すlog(t)と温度との関係をプロットし、その温度勾配の傾きにより判断する。十分時間が経過し、log(t)と温度との関係に線形関係が成り立つと判断できた領域で、最小自乗法により近似を行って、log(t)と温度との勾配を算出するという技術が開示されている。
ここで、最小二乗法は、計測データの整理に使われる方法であり、n個のデータ(x1,y1)、(x2,y2)、・・・・・・(xn,yn)から、最もフィットする直線をy=ax+bとし、最小二乗法の式からa、bを求める。
In Patent Document 3, the relationship between log (t) indicating elapsed time and temperature is plotted on a semi-logarithmic graph, and judgment is made based on the gradient of the temperature gradient. A technique of calculating the gradient between log (t) and temperature by performing approximation using the method of least squares in a region where sufficient time has passed and it has been determined that the relationship between log (t) and temperature is linear. Is disclosed.
Here, the least square method is a method used for organizing measurement data, and is the best fit from n data (x1, y1), (x2, y2), ... (xn, yn). The straight line to be obtained is set to y = ax + b, and a and b are obtained from the equation of the least square method.

特開平11−23503号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-23503 特開2008−164478公報JP 2008-164478 A 特開2001−281071公報JP 2001-281071 A

土壌固有熱抵抗を測定する場合、発熱源による土壌の加熱、土壌での温度変化の記録、土壌固有熱抵抗の算出をそれぞれの測定毎に行わなければならないため、複数の作業工程があり、作業者による各作業の負担が増え、煩雑になっていた。
特に、土壌固有熱抵抗を算出する前段階において、温度変化の記録として測定時間60分程度の間に1分単位で測定してから記録するという作業があり、温度変化の記録から片対数グラフの作成、直線状となる領域内に回帰直線の決定、土壌固有熱抵抗の算出といった作業が繁雑である。また、作業者の解析経験に依存して、測定対象領域の判断が異なる場合があり、結果的に算出された土壌固有熱抵抗値にばらつきが生じ、算出精度の低下の要因となるといった問題があった。
When measuring the soil specific heat resistance, there are multiple work processes because the soil heating by the heat source, the temperature change recording in the soil, and the soil specific heat resistance must be calculated for each measurement. The burden of each work by the person increased and became complicated.
In particular, in the previous stage of calculating the soil specific thermal resistance, there is a work of recording after measuring in units of 1 minute for a measurement time of about 60 minutes as a record of temperature change. Work such as creation, determination of a regression line within a linear region, and calculation of soil specific thermal resistance is complicated. In addition, depending on the operator's analysis experience, the judgment of the measurement target region may differ, resulting in variations in the calculated soil specific thermal resistance value, which causes a decrease in calculation accuracy. there were.

また、土壌固有熱抵抗の算出を容易に行えるようにするために、任意時間(t1,t2)をあらかじめ設定しておく方法もあるが、測定対象となる土層構成によって温度変化が異なる他、測定地の土層構成も不明であるため、土壌固有熱抵抗値の算出精度の低下が懸念されるといった問題があった。
そこで、土壌固有熱抵抗の解析時に行う、片対数グラフの作成、直線状となる領域内に回帰直線の決定、土壌固有熱抵抗の算出等に要する作業に対して、精度を低下することなく簡略化することが切望されている。また、作業者の解析経験年数に係わらず、差異が極めて低い土壌固有熱抵抗値を得ることが可能な土壌固有熱抵抗測定装置、土壌固有熱抵抗測定方法、及び土壌固有熱抵抗測定システムが切望されている。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、土壌の測定データを取得してから土壌の固有熱抵抗を算出するまでの処理を簡略化し、高精度な土壌固有熱抵抗値を得ることができる土壌固有熱抵抗測定装置、土壌固有熱抵抗測定方法、及び土壌固有熱抵抗測定システムを提供することにある。
In addition, there is a method of setting an arbitrary time (t1, t2) in advance in order to make it easy to calculate the soil specific thermal resistance, but the temperature change varies depending on the soil layer configuration to be measured, Since the soil layer configuration of the measurement site is unknown, there is a problem that the calculation accuracy of the soil specific thermal resistance value may be lowered.
Therefore, it is simplified without reducing accuracy for the work required to create a semilogarithmic graph, to determine a regression line within a linear area, and to calculate the soil specific heat resistance, etc., which is performed when analyzing the soil specific heat resistance. It is anxious to become. In addition, a soil specific heat resistance measurement device, a soil specific heat resistance measurement method, and a soil specific heat resistance measurement system capable of obtaining soil specific heat resistance values with extremely low differences regardless of the years of analysis experience of the worker are eagerly desired. Has been.
The present invention has been made in view of the above, and as its purpose, the processing from obtaining soil measurement data to calculating the soil specific heat resistance is simplified, and a highly accurate soil specific heat resistance value is obtained. It is to provide a soil specific heat resistance measuring device, a soil specific heat resistance measuring method, and a soil specific heat resistance measuring system.

上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、土壌内に差し込まれる長尺な発熱体と、該発熱体の長手方向の所定部位に配置されて土壌の温度を検出する少なくとも一つの熱電対と、前記熱電対が検出した土壌の温度から前記土壌の熱抵抗を求める土壌固有熱抵抗測定装置であって、前記熱電対により検出された前記土壌の温度と、前記発熱体に通電を開始してからの経過時間とからなる測定データを取得するデータ取得手段と、前記データ取得手段により取得された前記測定データのうち、前記通電を開始してからの第1の経過時間から該第1の経過時間よりも後の第2の経過時間までの前記測定データに近似した回帰直線を作成する回帰直線作成手段と、前記第1の経過時間と前記第2の経過時間との間における前記測定データと前記回帰直線との相関係数を算出する相関係数算出手段と、前記相関係数算出手段により算出された相関係数が所定の基準値以上である場合に、前記回帰直線の勾配から前記第1及び第2の経過時間での温度値を算出する温度値算出手段と、前記第1及び第2の経過時間と、前記第1及び第2の経過時間での前記温度値とに基づいて、前記土壌の固有熱抵抗を算出する固有熱抵抗算出手段と、前記相関係数算出手段により算出された相関係数が所定の基準値未満である場合に、前記第1及び第2の経過時間を任意に再設定する再設定手段を備え、前記回帰直線作成手段は、前記再設定手段により再設定された第1の経過時間から第2の経過時間までの前記測定データに近似した回帰直線を作成することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a long heating element inserted into the soil, and at least one of detecting the temperature of the soil arranged at a predetermined portion in the longitudinal direction of the heating element. A soil specific thermal resistance measuring device for obtaining a thermal resistance of the soil from a thermocouple and the temperature of the soil detected by the thermocouple, wherein the soil temperature detected by the thermocouple and the heating element are energized. Data acquisition means for acquiring measurement data comprising an elapsed time since the start, and of the measurement data acquired by the data acquisition means, the first elapsed time from the start of energization A regression line creation means for creating a regression line approximated to the measurement data up to a second elapsed time after an elapsed time of 1, the regression line between the first elapsed time and the second elapsed time Measurement data and A correlation coefficient calculating means for calculating a correlation coefficient with the regression line, and when the correlation coefficient calculated by the correlation coefficient calculation means is equal to or greater than a predetermined reference value, Based on the temperature value calculating means for calculating the temperature value at the first and second elapsed time, the first and second elapsed time, and the temperature value at the first and second elapsed time, When the correlation coefficient calculated by the specific thermal resistance calculation means for calculating the specific thermal resistance of the soil and the correlation coefficient calculation means is less than a predetermined reference value, the first and second elapsed times are calculated. Resetting means for arbitrarily resetting is provided, and the regression line creation means creates a regression line approximated to the measurement data from the first elapsed time to the second elapsed time reset by the resetting means. characterized in that it.

本発明によれば、熱電対により検出された土壌の温度と、発熱体に通電を開始してからの経過時間とからなる測定データを取得し、取得された測定データのうち、通電を開始してからの第1の経過時間から該第1の経過時間よりも後の第2の経過時間までの測定データに近似した回帰直線を作成しておき、第1の経過時間と第2の経過時間との間における測定データと回帰直線との相関係数を算出し、算出された相関係数が所定の基準値以上である場合に、回帰直線の勾配から第1及び第2の経過時間での温度値を算出し、第1及び第2の経過時間と、第1及び第2の経過時間での温度値とに基づいて、土壌の固有熱抵抗を算出することで、土壌の測定データを取得してから土壌の固有熱抵抗を算出するまでの処理を簡略化し、高精度な土壌固有熱抵抗値を得ることができる。
この結果、従来行っていた片対数グラフの作成、直線状となる領域内に回帰直線の決定、土壌固有熱抵抗の算出などの土壌固有熱抵抗の解析作業に要する作業の精度を落とすことなく簡略化することができ、作業者の解析経験年数に係わらず、差異が極めて低い土壌固有熱抵抗値を得ることができる。
According to the present invention, the measurement data consisting of the temperature of the soil detected by the thermocouple and the elapsed time since the start of energization of the heating element is acquired, and the energization is started among the acquired measurement data. A regression line approximated to the measurement data from the first elapsed time to the second elapsed time after the first elapsed time is created, and the first elapsed time and the second elapsed time When the correlation coefficient between the measured data and the regression line is calculated and the calculated correlation coefficient is equal to or greater than a predetermined reference value, the first and second elapsed times from the slope of the regression line are calculated. Calculates the temperature value, and acquires soil measurement data by calculating the specific thermal resistance of the soil based on the first and second elapsed times and the temperature values at the first and second elapsed times. The process from the start to the calculation of the specific thermal resistance of the soil is simplified and the soil is highly accurate Yes thermal resistance can be obtained.
As a result, it has been simplified without reducing the accuracy of the work required for analysis of soil specific heat resistance, such as the creation of a semi-logarithmic graph, determination of a regression line within a linear area, and calculation of soil specific heat resistance. Regardless of the years of analysis experience of the operator, it is possible to obtain soil specific heat resistance values with extremely low differences.

土壌に埋設された電力ケーブルの断面図とその熱等価回路を示す図である。It is a figure which shows sectional drawing of the electric power cable embed | buried under soil, and its heat | fever equivalent circuit. 探針棒を地中に埋め込み、発熱源に一定の電力を供給したときの温度上昇を測定することを示す図である。It is a figure which shows measuring a temperature rise when a probe bar is embedded in the ground and a fixed electric power is supplied to a heat generation source. 土壌における温度特性と経過時間との関係をグラフで示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature characteristic in soil, and elapsed time with a graph. 本発明の第1実施形態に係る土壌固有熱抵抗測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the soil specific heat resistance measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る土壌固有熱抵抗測定装置による土壌固有熱抵抗の算出処理について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the calculation process of the soil specific heat resistance by the soil specific heat resistance measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. メッセージを含むメッセージボックスの表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the message box containing a message. 測定データである温度変化測定記録データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the temperature change measurement recording data which is measurement data. 対数グラフが印刷されたシート紙の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sheet paper on which the logarithmic graph was printed. 対数グラフと回帰直線とが印刷されたシート紙の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sheet paper on which the logarithmic graph and the regression line were printed. 表示部の表示画面上に表示されている対数グラフの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the logarithmic graph currently displayed on the display screen of a display part. 表示部の表示画面上に対数グラフとともに回帰直線が表示されていることを示す図である。It is a figure which shows that the regression line is displayed with the logarithmic graph on the display screen of a display part.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
<第1実施形態>
以下、図面を参照して、土壌の固有熱抵抗測定の原理について説明する。
<電力ケーブルの送電容量(ケーブル設計―許容電流計算)>
電力ケーブルの許容電流は、連続もしくは繰り返し通電したときにその発生損失による温度上昇によっても絶縁体の寿命を損なわないで流し得る電流であり、この発生損失が熱流となり電力ケーブルの表面に伝導され周囲へ放散する。ここで、発生損失は、電力ケーブルに電流を流すことによって、導体(導体損失)、金属シース・遮蔽(シース損失)等から発生し、電圧を印加することによって絶縁体(誘電体損失)から発生する。
図1に示すように、電力ケーブル1bを内包した管路1を土壌に布設する場合、管路1の内壁と電力ケーブル1bとの間に防食層1aが充填されている。ここで、電力ケーブル1bは、断面の中心に配置される導体1dと、導体1dを被覆する絶縁体1cと、絶縁体1cを被覆する金属シース層1eとを備えている。
電力ケーブルの熱等価回路は、図1に示すように、土壌温度T2として導体温度T1との間に、土壌熱抵抗R5、ケーブル表面放散熱抵抗R3、防食層熱抵抗R2、絶縁体熱抵抗R1を順次つなげた熱抵抗回路となる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
Hereinafter, the principle of measuring the specific thermal resistance of soil will be described with reference to the drawings.
<Power cable transmission capacity (cable design-allowable current calculation)>
The allowable current of a power cable is a current that can flow without deteriorating the life of the insulator even when the power is continuously or repeatedly energized, even if the temperature rises due to the generated loss. Escape to. Here, the generated loss is generated from a conductor (conductor loss), a metal sheath / shield (sheath loss), etc. by passing a current through the power cable, and is generated from an insulator (dielectric loss) by applying a voltage. To do.
As shown in FIG. 1, when laying the pipeline 1 including the power cable 1b in the soil, the anticorrosion layer 1a is filled between the inner wall of the pipeline 1 and the power cable 1b. Here, the power cable 1b includes a conductor 1d disposed at the center of the cross section, an insulator 1c covering the conductor 1d, and a metal sheath layer 1e covering the insulator 1c.
As shown in FIG. 1, the thermal equivalent circuit of the power cable includes a soil thermal resistance R5, a cable surface dissipation thermal resistance R3, an anticorrosion layer thermal resistance R2, and an insulator thermal resistance R1 between the soil temperature T2 and the conductor temperature T1. It becomes a thermal resistance circuit that is connected sequentially.

<土壌固有熱抵抗測定の概要>
図2に示す説明図を参照して、土壌の温度上昇特性を測定するための各装置について説明する。
電力ケーブルの送電容量を決定する場合、電流によって生じる電力ケーブルの温度上昇を計算しておく必要がある。そのためには、温度媒質である土壌、すなわち、電力ケーブルが埋設されている周囲の土壌の固有熱抵抗値を測定して、その熱的条件を的確に把握しておく必要がある。
固有熱抵抗値の測定方法には、「土壌を採取して実測する方法」と「原位置における探針法」とがある。一般に、「原位置における探針法」による測定が簡単で経済的であるため、広く採用されている。
<Outline of soil specific thermal resistance measurement>
With reference to the explanatory diagram shown in FIG. 2, each device for measuring the temperature rise characteristic of the soil will be described.
When determining the transmission capacity of the power cable, it is necessary to calculate the temperature rise of the power cable caused by the current. For that purpose, it is necessary to measure the specific thermal resistance value of the soil that is the temperature medium, that is, the surrounding soil where the power cable is embedded, and to accurately grasp the thermal condition.
There are two methods for measuring the specific thermal resistance value: “soil sampling method” and “in-situ probe method”. In general, the measurement by the “in-situ probe method” is simple and economical, so it is widely used.

この方法は、図2に示すように、内部に長尺な発熱体であるヒータ3aと、ヒータ3aの長手方向の所定部位に配置されて土壌の温度を検出する熱電対3b〜3dを有する金属製のパイプからなる探針棒3を地中に差し込む。次いで、発電機及び電源ユニット2から発熱源となるヒータ3aに一定の電力を供給しておく。次いで、地表から800mm、1200mm、1600mmの深さに差し込んだ探針棒3に設けられた熱電対3b〜3dにより検出される温度データを測定器4に取得する。
この方法では、作業者は、測定器4で取得した3点の温度データを目視確認して片対数グラフ用紙にプロットし、3点の温度上昇特性に基づいて熱抵抗を算出する。
As shown in FIG. 2, this method includes a heater 3 a that is a long heating element inside, and a metal having thermocouples 3 b to 3 d that are arranged at predetermined positions in the longitudinal direction of the heater 3 a and detect the temperature of the soil. A probe rod 3 made of a pipe made of steel is inserted into the ground. Next, constant power is supplied from the generator and power supply unit 2 to the heater 3a serving as a heat source. Next, temperature data detected by the thermocouples 3 b to 3 d provided on the probe bar 3 inserted at a depth of 800 mm, 1200 mm, and 1600 mm from the ground surface is acquired by the measuring device 4.
In this method, the operator visually checks the three points of temperature data acquired by the measuring device 4, plots them on a semi-log graph paper, and calculates the thermal resistance based on the three points of temperature rise characteristics.

図3は土壌における温度特性と経過時間との関係を示すグラフ図である。
このとき、土壌固有熱抵抗g〔℃・cm/W〕は、ヒータの長さL〔cm〕、消費電力W〔W〕、ヒータ加熱後の温度―時間曲線が直線となる範囲の任意の時間t1、t2〔分〕、t1、t2のときの探針棒の表面温度θ1、θ2〔℃〕から、

Figure 0006118555
と求められる。
図3に示すように、グラフ上において、時間軸に対して片対数を採用する。図3では、ヒータ3aに通電を開始して上昇領域になり、次に、測定対象領域がある勾配を有する直線状になり、飽和領域に入るまで測定を継続し、得られた測定対象領域の直線の傾きが熱抵抗となる。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between temperature characteristics and elapsed time in soil.
At this time, the soil specific thermal resistance g [° C./cm/W] is the heater length L [cm], the power consumption W [W], and any time within the range where the temperature-time curve after heating the heater becomes a straight line. From the surface temperature θ1, θ2 [° C.] of the probe bar at t1, t2 [min], t1, t2,

Figure 0006118555
Is required.
As shown in FIG. 3, a semi-logarithm is adopted with respect to the time axis on the graph. In FIG. 3, energization of the heater 3 a is started to become an ascending region, and then the measurement target region becomes a straight line having a certain gradient, and the measurement is continued until the saturation region is entered. The slope of the straight line becomes the thermal resistance.

<測定箇所毎の温度変化>
測定した個所における温度特性から回帰直線を決定する。
測定個所が異なる場合、測定値毎に測定対象領域が異なることから、測定時の任意時間をあらかじめ設定しておく方法では、求めた土壌固有熱抵抗値の算出精度が低下する恐れがある。
そこで、本発明の第1実施形態では、現地での測定方法は、図2に示すように、「原位置における探針法」による測定とし、土壌内での温度データの記録を記録媒体であるデータロガー5(記録装置)に記録しておく。そして、現地又は室内環境において、データロガー5からパーソナルコンピュータPCに温度データを取り込むことで、パーソナルコンピュータPCに搭載されているアプリケーションソフトウエアでのデータ処理により片対数グラフを自動作成させる。
<Temperature change at each measurement location>
A regression line is determined from the temperature characteristics at the measured location.
When the measurement location is different, the measurement target region is different for each measurement value. Therefore, in the method of setting an arbitrary time at the time of measurement in advance, there is a possibility that the calculation accuracy of the obtained soil specific thermal resistance value is lowered.
Therefore, in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the on-site measurement method is a measurement by the “probe method in situ”, and the recording of temperature data in the soil is a recording medium. Recorded in the data logger 5 (recording device). Then, in a local or indoor environment, by taking temperature data from the data logger 5 into the personal computer PC, a semilogarithmic graph is automatically created by data processing by application software installed in the personal computer PC.

図4に示すブロック図を参照して、本発明の第1実施形態に係る土壌固有熱抵抗測定装置の構成について説明する。なお、なお、図4に示す構成は、データロガー5(記録装置)と、データロガー5から入力された計測データから土壌の熱抵抗を求める土壌固有熱抵抗測定装置20(演算装置)とを備えた土壌固有熱抵抗測定システムに適用することができる。
土壌固有熱抵抗測定装置20は、I/F部21と、キーボード22と、マウス23と、I/O部24と、ハードディスク25と、RAM部26と、表示部27と、表示制御部28と、制御部29と、プリンタ部30とを備えている。I/F部21は、データロガー5に接続されている通信ケーブルの一端と接続し、所定の通信プロトコルに従ってデータ通信を行う。I/O部24は、キーボード22と接続して作業者による操作で入力される文字コードを制御部29に出力する。またI/O部24は、マウス23と接続し、作業者による操作で入力される操作情報を制御部29に出力する。
With reference to the block diagram shown in FIG. 4, the structure of the soil intrinsic thermal resistance measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated. Note that the configuration shown in FIG. 4 includes a data logger 5 (recording device) and a soil specific thermal resistance measurement device 20 (calculation device) that obtains the thermal resistance of the soil from the measurement data input from the data logger 5. It can be applied to the soil specific thermal resistance measurement system.
The soil specific thermal resistance measurement apparatus 20 includes an I / F unit 21, a keyboard 22, a mouse 23, an I / O unit 24, a hard disk 25, a RAM unit 26, a display unit 27, a display control unit 28, and the like. The control unit 29 and the printer unit 30 are provided. The I / F unit 21 is connected to one end of a communication cable connected to the data logger 5 and performs data communication according to a predetermined communication protocol. The I / O unit 24 is connected to the keyboard 22 and outputs a character code input by an operator's operation to the control unit 29. The I / O unit 24 is connected to the mouse 23 and outputs operation information input by an operation by the operator to the control unit 29.

ハードディスク25は、過去の測定データ、オペレーティングシステムOS、及びアプリケーションソフトウエアを記憶する。RAM部26は、データロガー5から受信した測定データ、制御部29のワークエリアとして制御データを一時的に記憶する。また、RAM部26は、制御部29によりハードディスク25からオペレーティングシステムOS及びアプリケーションソフトウエアについてのプログラムを読み出して当該RAM部26上に展開する。
表示制御部28は、画像データを展開するためのVRAMを有し、VRAMから読み出した画像データを表示部27に出力する。表示部27は、表示制御部28から入力される画像データを表示画面に表示する。
制御部29は、ハードディスク25からオペレーティングシステムOS及びアプリケーションソフトウエアについてのプログラムを読み出してRAM部26上に展開し、該プログラムを順次に実行することで当該装置に備えている各部の動作を制御する。プリンタ部30は、制御部29からの指示に応じて、対数グラフや回帰直線などの画像データをシート紙に印刷する。
The hard disk 25 stores past measurement data, an operating system OS, and application software. The RAM unit 26 temporarily stores measurement data received from the data logger 5 and control data as a work area of the control unit 29. Further, the RAM unit 26 reads out a program about the operating system OS and application software from the hard disk 25 by the control unit 29 and develops the program on the RAM unit 26.
The display control unit 28 has a VRAM for developing image data, and outputs the image data read from the VRAM to the display unit 27. The display unit 27 displays the image data input from the display control unit 28 on the display screen.
The control unit 29 reads out a program for the operating system OS and application software from the hard disk 25, develops it on the RAM unit 26, and sequentially executes the program to control the operation of each unit provided in the apparatus. . The printer unit 30 prints image data such as a logarithmic graph and a regression line on sheet paper in response to an instruction from the control unit 29.

<土壌固有熱抵抗の算出処理>
図5に示すフローチャートを参照して、本発明の第1実施形態に係る土壌固有熱抵抗測定装置による土壌固有熱抵抗の算出処理について説明する。
まず、ステップS10では、制御部29は、データロガー5からI/F部21を介してRAM部26に測定データを取り込み、該測定データをハードディスク25に記憶する。図7は、測定データである温度変化測定記録データの一例を示す図である。なお、測定データは、図2に示す熱電対3b〜3dにより検出された土壌の温度θと、ヒータ3aに通電を開始してからの経過時間である通電時間tとからなる。
<Soil intrinsic heat resistance calculation process>
With reference to the flowchart shown in FIG. 5, the calculation process of the soil specific heat resistance by the soil specific heat resistance measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
First, in step S <b> 10, the control unit 29 captures measurement data from the data logger 5 through the I / F unit 21 into the RAM unit 26 and stores the measurement data in the hard disk 25. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of temperature change measurement record data which is measurement data. The measurement data includes a soil temperature θ detected by the thermocouples 3b to 3d shown in FIG. 2 and an energization time t which is an elapsed time since the energization of the heater 3a is started.

次いで、ステップS15では、制御部29は、RAM部26に記憶された測定データから通電時間tと測定温度θを抽出し、通電時間tに対して自然対数Logtを算出して横軸に、測定温度θを縦軸にプロットしてRAM部26上に対数グラフを展開して作成する。RAM部26上に作成された対数グラフに関する画像データを表示制御部28に設けられたVRAM上に転送することで、図10に示すように、表示部27の表示画面上に対数グラフが表示される。
このとき、表示部27の表示画面上にグラフ印刷ボタン41が表示されている。制御部29は、当該グラフ印刷ボタン41がマウス23の操作に応じてクリックされたか否かを判断する。当該グラフ印刷ボタン41がマウス23の操作に応じてクリックされた場合には、制御部29は、RAM部26上に展開されている対数グラフの表示データをプリンタ部30に出力する。この結果、プリンタ部30から対数グラフが印刷されたシート紙(図8参照)が排紙される。
Then, in step S15, the control unit 29 extracts the measured temperature θ energization time t from the measurement data stored in the RAM unit 26, the horizontal axis by calculating the natural logarithm Log e t relative energizing time t The measured temperature θ is plotted on the vertical axis, and a logarithmic graph is developed on the RAM unit 26 and created. By transferring the image data relating to the logarithmic graph created on the RAM unit 26 to the VRAM provided in the display control unit 28, the logarithmic graph is displayed on the display screen of the display unit 27 as shown in FIG. The
At this time, the graph print button 41 is displayed on the display screen of the display unit 27. The control unit 29 determines whether or not the graph print button 41 is clicked according to the operation of the mouse 23. When the graph print button 41 is clicked according to the operation of the mouse 23, the control unit 29 outputs logarithmic graph display data developed on the RAM unit 26 to the printer unit 30. As a result, the sheet paper (see FIG. 8) on which the logarithmic graph is printed is discharged from the printer unit 30.

次いで、ステップS20では、制御部29は、RAM部26上に展開された対数グラフに対して、仮の固定時間としてt1=10分、t2=40分を設定し、時間範囲t1−t2の温度データに近似した回帰直線を作成する。図11に示すように、表示部27の表示画面上に対数グラフとともに回帰直線が表示される。
このとき、表示部27の表示画面上にグラフ印刷ボタン41が表示されている。制御部29は、当該グラフ印刷ボタン41がマウス23の操作に応じてクリックされたか否かを判断する。当該グラフ印刷ボタン41がマウス23の操作に応じてクリックされた場合には、制御部29は、RAM部26上に展開されている対数グラフと回帰直線との表示データをプリンタ部30に出力する。この結果、プリンタ部30から対数グラフと回帰直線とが印刷されたシート紙(図9参照)が排紙される。
Next, in step S20, the control unit 29 sets t1 = 10 minutes and t2 = 40 minutes as temporary fixed times for the logarithmic graph developed on the RAM unit 26, and the temperature in the time range t1-t2. Create a regression line that approximates the data. As shown in FIG. 11, a regression line is displayed on the display screen of the display unit 27 together with a logarithmic graph.
At this time, the graph print button 41 is displayed on the display screen of the display unit 27. The control unit 29 determines whether or not the graph print button 41 is clicked according to the operation of the mouse 23. When the graph print button 41 is clicked according to the operation of the mouse 23, the control unit 29 outputs the display data of the logarithmic graph and the regression line developed on the RAM unit 26 to the printer unit 30. . As a result, the sheet paper (see FIG. 9) on which the logarithmic graph and the regression line are printed is discharged from the printer unit 30.

ここで、説明の簡略化のため、対数グラフ上の各点(Logt,θ)をXY座標系の各点(X,Y)と読み替えて説明する。
まず、XY座標軸における2点の座標(Xs,Ys)、(Xe,Ye)で定義しておく。回帰直線を求める処理においては、XY座標軸で位置を定義された1点に注目し、それを座標(Xi,Yi)の形で表現する。
注目点(Xi,Yi)の座標、即ち(X1,Y1)、(X2,Y2)、……、(Xi,Yi)、……(Xn,Yn)、…の軌跡を直線で近似すれば、この直線と水平線(X軸)との角度が直線の傾きに相当する。
Here, for simplicity of explanation, the points (Log e t, θ) on the logarithmic graph each point of the XY coordinate system (X, Y) and replaced will be described.
First, two coordinates (Xs, Ys) and (Xe, Ye) on the XY coordinate axes are defined. In the process of obtaining the regression line, attention is paid to one point whose position is defined by the XY coordinate axes, and this is expressed in the form of coordinates (Xi, Yi).
If the coordinates of the attention point (Xi, Yi), that is, the locus of (X1, Y1), (X2, Y2), ..., (Xi, Yi), ... (Xn, Yn), ... are approximated by a straight line, The angle between this straight line and the horizontal line (X axis) corresponds to the slope of the straight line.

座標(Xi,Yi)の軌跡の線形近似は、回帰分析を行うことにより求めることができる。Xに対するYの回帰直線を求める方法は、簡単には以下のようになる。
Xに対するYの回帰直線の式は、
Y=AX+B (2)
の形で表され、AをXに対するYの回帰係数(直線勾配)と言う。
A={NΣXiYi−(ΣXi)(ΣYi)}/{NΣXi−(ΣXi)}(3)
によってAを求め、次に、
B=ΣYi/N−AΣXi/N (4)
によってBを求める。
Linear approximation of the locus of coordinates (Xi, Yi) can be obtained by performing regression analysis. A method of obtaining a regression line of Y with respect to X is simply as follows.
The formula for the regression line of Y with respect to X is
Y = AX + B (2)
Where A is the regression coefficient of Y with respect to X (linear gradient).
A = {NΣXiYi− (ΣXi) (ΣYi)} / {NΣXi 2 − (ΣXi) 2 } (3)
Find A, then
B = ΣYi / N−AΣXi / N (4)
To obtain B.

次いで、ステップS23では、制御部29は、測定対象領域内の時間範囲t1−t2の各点(Xi,Yi)と式(2)で示す回帰直線との相関係数ρを算出する。
相関係数は処理手順(式(2)〜(4))に加え、以下の処理を追加することによって得られる。
すなわち、XとYの立場を逆にすると、もう1つの回帰直線ができる。Yに対するXの回帰直線の式は、
X=CY+D (5)
であり、この場合に、
C={NΣXiYi−(ΣXi)(ΣYi)}/{NΣYi−(ΣYi)}(6)
によってCを求め、次に、
D=ΣXi/N−CΣYi/N (7)
によってDを求める。XとYの相関係数ρとすると、式(3)(6)から、
ρ=±√|AC| (8)
となる。なお、式(8)における符号の選択は、AまたはCの分子の符号とする。相関係数ρの絶対値が1に近いほど、座標の直線近似が良好であることを示す。
なお、上述したステップS15、S20、S23にあっては、それぞれ対数グラフ、回帰直線、相関係数ρを作成及び算出したが、このような手法とは別に、エクセル(登録商標)のような周知の表計算アプリケーションソフトウエアを用いて算出してもよい。
Next, in step S23, the control unit 29 calculates a correlation coefficient ρ between each point (Xi, Yi) of the time range t1-t2 in the measurement target region and the regression line represented by the equation (2).
The correlation coefficient is obtained by adding the following processing in addition to the processing procedure (formulas (2) to (4)).
In other words, if the X and Y positions are reversed, another regression line is created. The equation for the regression line of X with respect to Y is
X = CY + D (5)
And in this case,
C = {NΣXiYi− (ΣXi) (ΣYi)} / {NΣYi 2 − (ΣYi) 2 } (6)
Find C, then
D = ΣXi / N−CΣYi / N (7)
To obtain D. Assuming that the correlation coefficient ρ of X and Y is given by equations (3) and (6),
ρ = ± √ | AC | (8)
It becomes. In addition, the selection of the code | symbol in Formula (8) is made into the code | symbol of the numerator of A or C. The closer the absolute value of the correlation coefficient ρ is to 1, the better the linear approximation of coordinates.
In steps S15, S20, and S23 described above, a logarithmic graph, a regression line, and a correlation coefficient ρ are created and calculated. However, in addition to such a method, a well-known example such as Excel (registered trademark) is used. It may be calculated using the spreadsheet application software.

次いで、ステップS25では、制御部29は、算出した回帰直線の相関係数ρが例えば0.8(基準値)以上か否かを判断する。回帰直線の相関係数ρが0.8以上である場合には、ステップS30に進む。一方、回帰直線の相関係数ρが0.8未満である場合には、ステップS40に進む。
回帰直線の相関係数ρが0.8以上である場合、ステップS30では、制御部29は、直線勾配(A)からt1、t2時の温度θ1、θ2を算出する。
Next, in step S25, the control unit 29 determines whether or not the calculated correlation coefficient ρ of the regression line is, for example, 0.8 (reference value) or more. When the correlation coefficient ρ of the regression line is 0.8 or more, the process proceeds to step S30. On the other hand, if the correlation coefficient ρ of the regression line is less than 0.8, the process proceeds to step S40.
When the correlation coefficient ρ of the regression line is 0.8 or more, in step S30, the control unit 29 calculates the temperatures θ1 and θ2 at t1 and t2 from the linear gradient (A).

ステップS35では、制御部29は、時間t1、t2、温度θ1、θ2を式(1)に代入して土壌固有熱抵抗gを算出する。制御部29は、算出された土壌固有熱抵抗gを示すテキストコードを表示制御部28に出力する。表示制御部28では、該テキストコードを表示データに変換して表示部27に表示する。この結果、図11に示すように、表示部27の表示画面には土壌固有熱抵抗gが表示される。
なお、図5に示すフローチャートでは、説明を簡略化するため、例えば土壌表面化0.8mの深さの測定データに基づいて土壌固有熱抵抗gを算出したが、これとは別に、1.2m、1.6mの深さの測定データに基づいて土壌固有熱抵抗gを算出してもよい。
In step S35, the control unit 29 calculates the soil specific thermal resistance g by substituting the times t1 and t2 and the temperatures θ1 and θ2 into the equation (1). The control unit 29 outputs a text code indicating the calculated soil specific thermal resistance g to the display control unit 28. The display control unit 28 converts the text code into display data and displays it on the display unit 27. As a result, the soil specific thermal resistance g is displayed on the display screen of the display unit 27 as shown in FIG.
In addition, in the flowchart shown in FIG. 5, in order to simplify description, for example, the soil specific thermal resistance g was calculated based on the measurement data of the depth of soil surface 0.8 m, but separately, 1.2 m, The soil specific thermal resistance g may be calculated based on the measurement data having a depth of 1.6 m.

<時間範囲t1、t2の移動>
一方、回帰直線の相関係数ρが0.8未満である場合、土壌の土質に起因して時間範囲、すなわち、ステップS20において回帰直線を求めた際の時間範囲t1=10分、t2=40分という設定が不適切であることが考えられる。
そこで、ステップS40では、制御部29は、表示制御部28に設けられたVRAMに対してテキスト画像を描画しておき、例えば「時間範囲t1、t2を移動して下さい。」というメッセージのテキスト画像を含むメッセージボックスを表示部27の表示画面に表示する。ここで、作業者によるマウス23でのカーソル操作に応じて表示部27の表示画面上に表示されている時間範囲t1、t2の位置が移動されるので、移動後の時間範囲t1、t2を新たに採用する。
次いで、ステップS45では、制御部29は、RAM部26上に展開された対数グラフに対して、新たに採用された時間範囲t1−t2の温度データに近似した回帰直線を作成する。この結果、表示部27の表示画面上に対数グラフとともに新たな回帰直線が表示される。
<Movement of time range t1, t2>
On the other hand, when the correlation coefficient ρ of the regression line is less than 0.8, the time range due to the soil soil, that is, the time range when the regression line is obtained in step S20 t1 = 10 minutes, t2 = 40. The minute setting may be inappropriate.
Therefore, in step S40, the control unit 29 draws a text image on the VRAM provided in the display control unit 28, and for example, a text image of a message “Please move the time range t1, t2.” Is displayed on the display screen of the display unit 27. Here, since the positions of the time ranges t1 and t2 displayed on the display screen of the display unit 27 are moved according to the cursor operation with the mouse 23 by the operator, the time ranges t1 and t2 after the movement are newly set. To adopt.
Next, in step S45, the control unit 29 creates a regression line that approximates the temperature data of the newly adopted time range t1-t2 for the logarithmic graph developed on the RAM unit 26. As a result, a new regression line is displayed on the display screen of the display unit 27 together with the logarithmic graph.

このように、算出された相関係数ρが基準値0.8未満である場合に、第1及び第2の経過時間t1、t2を任意に再設定することを可能とし、再設定された第1の経過時間t1から第2の経過時間t2までの測定データに近似した回帰直線を作成する。これにより、測定データに含まれるばらつきが多い領域のデータを排除することができ、後段のステップにおいて算出される土壌固有熱抵抗値のばらつきを少なくできる。   In this way, when the calculated correlation coefficient ρ is less than the reference value 0.8, the first and second elapsed times t1 and t2 can be arbitrarily reset, and the reset first A regression line approximated to the measurement data from the elapsed time t1 of 1 to the second elapsed time t2 is created. Thereby, the data of the area | region with much dispersion | variation contained in measurement data can be excluded, and the dispersion | variation in the soil intrinsic | native thermal resistance value calculated in a back | latter stage can be reduced.

ステップS50では、制御部29は、表示制御部28に設けられたVRAMに対してテキスト画像を描画しておき、例えば図11に示す表示画面に「測定誤りか?」というメッセージのテキスト画像を含むメッセージボックス31(図6(a)参照)を表示する。制御部29は、当該メッセージボックス31に含まれる「なし」ボタン31a又は「あり」ボタン31bがマウス23の操作に応じてクリックされたか否かを判断する。ここで、「なし」ボタン31aが操作された場合はステップS55に進む。一方、「あり」ボタン31bが操作された場合はステップS65に進む。
「なし」ボタンが操作された場合、ステップS55では、制御部29は、直線勾配(A)から時間t1、t2時の温度θ1、θ2を算出する。次いで、ステップS60では、制御部29は、時間t1、t2、温度θ1、θ2を式(1)に代入して土壌固有熱抵抗gを算出する。制御部29は、算出された土壌固有熱抵抗gを示すテキストコードを表示制御部28に出力する。表示制御部28では、該テキストコードを表示データに変換して表示部27に表示する。この結果、図11に示すように、表示部27の表示画面には土壌固有熱抵抗gが表示される。
In step S50, the control unit 29 draws a text image on the VRAM provided in the display control unit 28, and includes, for example, a text image of a message “Measurement error?” On the display screen shown in FIG. A message box 31 (see FIG. 6A) is displayed. The control unit 29 determines whether the “none” button 31 a or the “present” button 31 b included in the message box 31 is clicked according to the operation of the mouse 23. If the “none” button 31a is operated, the process proceeds to step S55. On the other hand, if the “Yes” button 31b is operated, the process proceeds to step S65.
When the “none” button is operated, in step S55, the control unit 29 calculates the temperatures θ1 and θ2 at times t1 and t2 from the linear gradient (A). Next, in step S60, the control unit 29 calculates the soil specific thermal resistance g by substituting the times t1 and t2 and the temperatures θ1 and θ2 into the equation (1). The control unit 29 outputs a text code indicating the calculated soil specific thermal resistance g to the display control unit 28. The display control unit 28 converts the text code into display data and displays it on the display unit 27. As a result, the soil specific thermal resistance g is displayed on the display screen of the display unit 27 as shown in FIG.

<測定誤り対策>
表示部27の表示画面に表示された対数グラフや回帰直線から極端に外れた位置に測定データがある場合、特異点が表示される。作業者により「あり」ボタン31bが操作された場合、測定データの一部に誤りデータが混在していることを想定する。
そこで、ステップS65では、制御部29は、表示制御部28に設けられたVRAMに対してテキスト画像を描画しておく。例えば図10に示す表示画面に「誤り温度データを削除して下さい」というメッセージのテキスト画像を含むメッセージボックス33を表示する。
<Measurement error measures>
When there is measurement data at a position extremely deviated from the logarithmic graph or regression line displayed on the display screen of the display unit 27, a singular point is displayed. When the “Yes” button 31b is operated by the operator, it is assumed that error data is mixed in part of the measurement data.
Therefore, in step S65, the control unit 29 draws a text image on the VRAM provided in the display control unit 28. For example, a message box 33 including a text image of a message “Please delete error temperature data” is displayed on the display screen shown in FIG.

ここで、作業者が、表示部27の表示画面に表示されている温度データを目視確認し、一部の数値に誤りがあることを発見したとする。作業者によるマウス23の操作に応じて、表示部27の表示画面に表示されているカーソルが温度データの数値上(図10、右側、ファイル入力画面)に移動される。次いで、マウス23のダブルクリック操作が検出された場合に、制御部29は、当該数値をRAM部26から削除する。
ステップS65において、誤りデータが削除されたので、ステップS70では、制御部29は、RAM部26に記憶された測定データから通電時間tと測定温度θを抽出する。そして、制御部29は、通電時間tに対して自然対数Logtを算出して横軸に、測定温度θを縦軸にプロットしてRAM部26上に対数グラフを展開して作成する。RAM部26上に作成された対数グラフに関する画像データを表示制御部28に設けられたVRAM上に転送することで、図10に示すように、表示部27の表示画面上に対数グラフが表示される。次いで、制御部29は、RAM部26上に作成された対数グラフに対して、新たに採用された時間範囲t1−t2の温度データに近似した回帰直線を作成する。この結果、表示部27の表示画面上に対数グラフとともに新たな回帰直線が表示される。
Here, it is assumed that the operator visually confirms the temperature data displayed on the display screen of the display unit 27 and finds that some numerical values are incorrect. In accordance with the operation of the mouse 23 by the operator, the cursor displayed on the display screen of the display unit 27 is moved to the numerical value of the temperature data (FIG. 10, right side, file input screen). Next, when a double click operation of the mouse 23 is detected, the control unit 29 deletes the numerical value from the RAM unit 26.
Since the error data is deleted in step S65, in step S70, the control unit 29 extracts the energization time t and the measurement temperature θ from the measurement data stored in the RAM unit 26. Then, the control unit 29, the horizontal axis by calculating the natural logarithm Log e t relative energizing time t, to create and expand the logarithmic graph on RAM section 26 by plotting the measured temperature θ on the vertical axis. By transferring the image data relating to the logarithmic graph created on the RAM unit 26 to the VRAM provided in the display control unit 28, the logarithmic graph is displayed on the display screen of the display unit 27 as shown in FIG. The Next, the control unit 29 creates a regression line that approximates the temperature data of the newly adopted time range t1-t2 for the logarithmic graph created on the RAM unit 26. As a result, a new regression line is displayed on the display screen of the display unit 27 together with the logarithmic graph.

このように、取得された測定データから温度と経過時間とがなす対数グラフを描画し、取得された測定データに対して、任意の測定データを削除することを可能としておく。次いで、任意の測定データが削除された後の第1の経過時間t1から第2の経過時間t2までの測定データに近似した回帰直線を作成する。これにより、測定データに含まれるばらつきが多い領域のデータを削除することができ、後段のステップにおいて算出される土壌固有熱抵抗値のばらつきを少なくできる。   In this way, a logarithmic graph made up of temperature and elapsed time is drawn from the acquired measurement data, and arbitrary measurement data can be deleted from the acquired measurement data. Next, a regression line that approximates the measurement data from the first elapsed time t1 to the second elapsed time t2 after any measurement data is deleted is created. Thereby, the data of the area | region with much dispersion | variation contained in measurement data can be deleted, and the dispersion | variation in the soil intrinsic | native thermal resistance value calculated in a latter step can be decreased.

次いで、ステップS75では、制御部29は、直線勾配(A)からt1、t2時の温度θ1、θ2を算出する。次いで、ステップS80では、制御部29は、時間t1、t2、温度θ1、θ2を式(1)に代入して土壌固有熱抵抗gを算出する。制御部29は、算出された土壌固有熱抵抗gを示すテキストコードを表示制御部28に出力する。表示制御部28では、該テキストコードを表示データに変換して表示部27に表示する。この結果、図11に示すように、表示部27の表示画面には土壌固有熱抵抗gが表示される。
使用試験において、例えば経験年数が3年以上の熟練者、未経験者等の3名が土壌固有熱抵抗測定装置20を使用して土壌固有熱抵抗gの解析精度の確認した結果、熟練者と未経験者との差は±3℃・cm/W以内であった。作業者の解析経験数にかかわらず、土壌固有熱抵抗の解析作業における精度が向上したことには以下の要因がある。すなわち、片対数グラフの作成、直線状となる領域内に回帰直線の決定、計測データと回帰直線とがなす相関係数の判断、土壌固有熱抵抗の算出等を自動化したことで、処理時間が大幅に短縮できるたからである。また、時間範囲t1、t2の再設定、誤り温度データの削除等の処理を付加したことで、土壌固有熱抵抗値のばらつきを少なくできたからである。
Next, in step S75, the control unit 29 calculates the temperatures θ1 and θ2 at t1 and t2 from the linear gradient (A). Next, in step S80, the control unit 29 calculates the soil specific thermal resistance g by substituting the times t1 and t2 and the temperatures θ1 and θ2 into the equation (1). The control unit 29 outputs a text code indicating the calculated soil specific thermal resistance g to the display control unit 28. The display control unit 28 converts the text code into display data and displays it on the display unit 27. As a result, the soil specific thermal resistance g is displayed on the display screen of the display unit 27 as shown in FIG.
In the use test, for example, three persons, such as a skilled person and an inexperienced person with experience of 3 years or more, confirmed the analysis accuracy of the soil specific heat resistance g using the soil specific heat resistance measuring device 20, and as a result, experienced and inexperienced The difference from the above was within ± 3 ° C. · cm / W. Regardless of the number of analysis experiences of the worker, the following factors have contributed to the improvement in the accuracy of the soil specific thermal resistance analysis. In other words, by automating the creation of a semilogarithmic graph, determination of a regression line within a linear area, determination of the correlation coefficient between the measurement data and the regression line, calculation of soil specific thermal resistance, etc. This is because it can be greatly shortened. In addition, by adding processing such as resetting of time ranges t1 and t2 and deletion of erroneous temperature data, variations in soil specific thermal resistance values can be reduced.

このように、熱電対3b〜3dにより検出された土壌の温度と、ヒータ3aに通電を開始してからの経過時間とからなる測定データを取得する。そして、取得された測定データのうち、通電を開始してからの第1の経過時間t1から該第1の経過時間t1よりも後の第2の経過時間t2までの測定データに近似した回帰直線を作成しておく。さらに、第1の経過時間t1と第2の経過時間t2との間における測定データと回帰直線との相関係数ρを算出し、算出された相関係数ρが所定の基準値以上である場合に、回帰直線の勾配Aから第1及び第2の経過時間t1、t2での温度値θ1、θ2を算出する。そして、第1及び第2の経過時間と、第1及び第2の経過時間t1、t2での温度値θ1、θ2とに基づいて、土壌の固有熱抵抗gを算出する。これにより、土壌の測定データを取得してから土壌の固有熱抵抗gを算出するまでの処理を簡略化し、高精度な土壌固有熱抵抗値を得ることができる。
この結果、従来行っていた片対数グラフの作成、直線状となる領域内に回帰直線の決定、土壌固有熱抵抗の算出などの土壌固有熱抵抗の解析作業に要する作業の精度を落とすことなく簡略化することができる。さらに、作業者の解析経験年数に係わらず、差異が極めて低い土壌固有熱抵抗値を得ることができる。
Thus, the measurement data which consist of the temperature of the soil detected by the thermocouples 3b-3d and the elapsed time after starting electricity supply to the heater 3a are acquired. Of the obtained measurement data, a regression line approximated to the measurement data from the first elapsed time t1 after the start of energization to the second elapsed time t2 after the first elapsed time t1. Create. Furthermore, when the correlation coefficient ρ between the measurement data and the regression line between the first elapsed time t1 and the second elapsed time t2 is calculated, and the calculated correlation coefficient ρ is equal to or greater than a predetermined reference value The temperature values θ1 and θ2 at the first and second elapsed times t1 and t2 are calculated from the gradient A of the regression line. Then, the specific thermal resistance g of the soil is calculated based on the first and second elapsed times and the temperature values θ1 and θ2 at the first and second elapsed times t1 and t2. Thereby, the process from obtaining the soil measurement data to calculating the soil specific heat resistance g can be simplified, and a highly accurate soil specific heat resistance value can be obtained.
As a result, it has been simplified without reducing the accuracy of the work required for analysis of soil specific heat resistance, such as the creation of a semi-logarithmic graph, determination of a regression line within a linear area, and calculation of soil specific heat resistance. Can be Furthermore, soil specific heat resistance values with extremely low differences can be obtained regardless of the years of analysis experience of the operator.

<第2実施形態>
第1実施形態にあっては、図5に示すステップS20において、制御部29が、RAM部26上に展開された対数グラフに対して、仮の固定時間としてt1=10分、t2=40分を設定しておく。そして、時間範囲t1−t2の温度データに近似した回帰直線を作成するように構成していた。
これに対して、第2実施形態では、図5に示すステップS35、S60、S80において、土壌固有熱抵抗値を算出したときの時間範囲t1、t2に解析作業を行った際の日時データを付加してハードディスク25に記憶しておくように構成する。そして、次回の解析作業時に、ステップS20において、制御部29が、RAM部26上に展開された対数グラフに対して、ハードディスク25から最新の日時データが付加された時間範囲t1、t2を読み出す。そして、該時間範囲t1−t2の温度データに近似した回帰直線を作成するように構成する。
Second Embodiment
In the first embodiment, in step S20 shown in FIG. 5, the control unit 29 sets t1 = 10 minutes and t2 = 40 minutes as temporary fixed times for the logarithmic graph developed on the RAM unit 26. Is set in advance. And it was comprised so that the regression line approximated to the temperature data of time range t1-t2 might be created.
On the other hand, in the second embodiment, the date and time data when the analysis work is performed is added to the time ranges t1 and t2 when the soil specific thermal resistance values are calculated in steps S35, S60, and S80 shown in FIG. And stored in the hard disk 25. Then, at the time of the next analysis work, in step S20, the control unit 29 reads the time ranges t1 and t2 to which the latest date and time data is added from the hard disk 25 with respect to the logarithmic graph developed on the RAM unit 26. And it is comprised so that the regression line approximated to the temperature data of this time range t1-t2 may be created.

電力ケーブルの埋設予定地に対して、通常、現地作業におけるそれぞれの測定地点は例えば数十m〜数百m間隔に設定している。このため、それぞれの測定地点の地層や地質の変化が少ない場合があり、複数の測定地点の測定データを一括して収集しておくことが想定できる。
このような場合に、ハードディスク25から最新の日時データが付加された時間範囲t1、t2を読み出し、該時間範囲t1−t2の温度データに近似した回帰直線を作成する。次いで、ステップS23において、制御部29は、測定対象領域内の時間範囲t1−t2の各点(Xi、Yi)と式(2)で示す回帰直線との相関係数ρを算出する。
測定地点が近い場合、互いの測定地点での地層や地質の変化が少ないので、相関係数ρが0.8以上になることが多いため、解析作業に要する処理時間を短縮することができる。
Normally, each measurement point in field work is set at intervals of several tens of meters to several hundreds of meters with respect to the planned embedding place of the power cable. For this reason, there may be few changes in the stratum and geology at each measurement point, and it can be assumed that measurement data at a plurality of measurement points are collected in a lump.
In such a case, the time ranges t1 and t2 to which the latest date and time data are added are read from the hard disk 25, and a regression line approximating the temperature data in the time range t1 to t2 is created. Next, in step S23, the control unit 29 calculates a correlation coefficient ρ between each point (Xi, Yi) in the time range t1-t2 in the measurement target region and the regression line represented by the equation (2).
When the measurement points are close, since there is little change in the stratum and geology at each measurement point, the correlation coefficient ρ is often 0.8 or more, so that the processing time required for the analysis work can be shortened.

<第3実施形態>
第1実施形態にあっては、ステップS40において、制御部29は、表示制御部28に設けられたVRAMに対してテキスト画像を描画しておき、例えば「時間範囲t1、t2を移動して下さい。」というメッセージのテキスト画像を含むメッセージボックスを表示部27の表示画面に表示する。ここで、作業者によるマウス23の操作に応じて表示部27の表示画面上に表示されている時間範囲t1、t2の位置が移動されるので、移動後の時間範囲t1、t2を新たに採用するように構成されている。
これに対して、第3実施形態では、例えば、任意の時間範囲を40分間に固定した場合において、表示画面上に表示されている片対数グラフ上の温度点付近(例えば、5分)に対して、作業者がマウス23を操作してカーソルを近づけてクリックしたこととする。ここで、表示画面上のクリック点に相当する時間をt1とする。次いで、ステップS45において、時間範囲t1、t2が経過時間5分〜45分となる測定データから回帰直線を描画し、その勾配からt1(10分)・t2(40分)時の温度θ1、θ2を逆計算して土壌固有熱抵抗を算出するように構成してもよい。
<Third Embodiment>
In the first embodiment, in step S40, the control unit 29 draws a text image on the VRAM provided in the display control unit 28, for example, “move time ranges t1, t2. A message box including a text image of the message “.” Is displayed on the display screen of the display unit 27. Here, since the positions of the time ranges t1 and t2 displayed on the display screen of the display unit 27 are moved according to the operation of the mouse 23 by the operator, the time ranges t1 and t2 after the movement are newly adopted. Is configured to do.
On the other hand, in the third embodiment, for example, when an arbitrary time range is fixed to 40 minutes, near the temperature point (for example, 5 minutes) on the semilogarithmic graph displayed on the display screen. Then, it is assumed that the operator operates the mouse 23 and clicks with the cursor close. Here, the time corresponding to the click point on the display screen is assumed to be t1. Next, in step S45, a regression line is drawn from the measurement data in which the time ranges t1 and t2 are between 5 minutes and 45 minutes, and the temperatures θ1 and θ2 at the time of t1 (10 minutes) · t2 (40 minutes) are calculated from the gradient. May be configured to calculate the soil specific thermal resistance by reverse calculation.

電力ケーブルの埋設予定地においては、実際の現地作業におけるそれぞれの測定地点で、地層や地質の変化が著しいエリアがある。複数の異なる測定地点の測定データを順次収集してデータロガー5に記憶しておくことが想定できる。
このような場合に、解析作業毎に時間範囲t1、t2を変更し、該時間範囲t1−t2の温度データに近似した回帰直線を作成する。次いで、ステップS45において、制御部29は、測定対象領域内の時間範囲t1−t2の各点(Xi、Yi)と式(2)で示す回帰直線との相関係数ρを算出する。
前回の解析作業時の測定地点とは異なる測定地点を対象とし、地点毎に地層や地質の変化が著しいエリアである場合でも、第3実施形態に示す処理を実行する。これにより、任意の時間範囲を1回のクリック操作で容易に変更でき、解析作業に要する時間を短縮することができる。
In areas where power cables are planned to be buried, there are areas where there are significant changes in the strata and geology at each measurement point in actual field work. It can be assumed that measurement data of a plurality of different measurement points are sequentially collected and stored in the data logger 5.
In such a case, the time ranges t1 and t2 are changed for each analysis operation, and a regression line approximated to the temperature data in the time range t1-t2 is created. Next, in step S45, the control unit 29 calculates a correlation coefficient ρ between each point (Xi, Yi) in the time range t1-t2 in the measurement target region and the regression line represented by the equation (2).
The processing shown in the third embodiment is executed even when the measurement point is different from the measurement point at the time of the previous analysis work and the area and the geological change are remarkable for each point. Thereby, an arbitrary time range can be easily changed by a single click operation, and the time required for the analysis work can be shortened.

<第4実施形態>
第1実施形態にあっては、ステップS40、S45での処理を終えた後に、ステップS50において、制御部29が、表示制御部28に設けられたVRAMに対してテキスト画像を描画しておく。例えば図11に示す表示画面に「測定誤りか?」というメッセージのテキスト画像を含むメッセージボックス31を表示しておき、当該メッセージボックス31に含まれる「なし」ボタン31a又は「あり」ボタン31bがマウス23の操作に応じてクリックされたか否かを判断するように構成されていた。
これに対して、第4実施形態では、ステップS40、S45での処理を終えた後に、制御部29は、経過時間t1−t2内の各点と回帰直線(S45で作成)との相関係数ρを算出しておく。そして、算出した相関係数ρが0.8以上か否かを判断し、回帰直線の相関係数ρが0.8以上である場合には測定誤りがないとみなし、ステップS55に進むように構成してもよい。
<Fourth embodiment>
In the first embodiment, after finishing the processing in steps S40 and S45, the control unit 29 draws a text image on the VRAM provided in the display control unit 28 in step S50. For example, a message box 31 including a text image of a message “Is measurement error?” Is displayed on the display screen shown in FIG. 11, and the “none” button 31 a or the “present” button 31 b included in the message box 31 is displayed on the mouse. It was configured to determine whether or not the button was clicked in response to the operation 23.
On the other hand, in 4th Embodiment, after finishing the process by step S40, S45, the control part 29 is a correlation coefficient with each point in elapsed time t1-t2, and a regression line (it produces by S45). ρ is calculated in advance. Then, it is determined whether or not the calculated correlation coefficient ρ is 0.8 or more. If the correlation coefficient ρ of the regression line is 0.8 or more, it is considered that there is no measurement error, and the process proceeds to step S55. It may be configured.

これにより、ステップS40において、任意に設定された時間範囲t1、t2を新たに採用し、ステップS45では、RAM部26上に展開された対数グラフに対して、新たに採用された時間範囲t1−t2の温度データに近似した回帰直線を作成する。次いで、経過時間t1−t2内の各点と回帰直線との相関係数ρを算出し、回帰直線の相関係数ρが0.8以上である場合には測定誤りがないとみなす。次いで、ステップS55において、制御部29は、直線勾配(A)からt1、t2時の温度θ1、θ2を算出する。次いで、ステップS60では、制御部29は、時間t1、t2、温度θ1、θ2を式(1)に代入して土壌固有熱抵抗gを算出する。制御部29は、算出された土壌固有熱抵抗gを示すテキストコードを表示制御部28に出力する。表示制御部28では、該テキストコードを表示データに変換して表示部27に表示する。この結果、図11に示すように、表示部27の表示画面には土壌固有熱抵抗gが表示される。
これにより、任意に設定された時間範囲t1、t2を新たに採用してから、土壌固有熱抵抗gを算出するまでの処理を高速化することができる。第4実施形態に示す処理を実行することで、解析作業に要する時間を短縮することができる。
Thereby, arbitrarily set time ranges t1 and t2 are newly adopted in step S40, and in step S45, a newly adopted time range t1− is applied to the logarithmic graph developed on the RAM unit 26. A regression line approximated to the temperature data of t2 is created. Next, the correlation coefficient ρ between each point in the elapsed time t1-t2 and the regression line is calculated, and if the correlation coefficient ρ of the regression line is 0.8 or more, it is considered that there is no measurement error. Next, in step S55, the control unit 29 calculates temperatures θ1 and θ2 at t1 and t2 from the linear gradient (A). Next, in step S60, the control unit 29 calculates the soil specific thermal resistance g by substituting the times t1 and t2 and the temperatures θ1 and θ2 into the equation (1). The control unit 29 outputs a text code indicating the calculated soil specific thermal resistance g to the display control unit 28. The display control unit 28 converts the text code into display data and displays it on the display unit 27. As a result, the soil specific thermal resistance g is displayed on the display screen of the display unit 27 as shown in FIG.
Thereby, it is possible to speed up the processing from newly adopting arbitrarily set time ranges t1 and t2 to calculating the soil specific thermal resistance g. By executing the processing shown in the fourth embodiment, the time required for the analysis work can be shortened.

<第5実施形態>
第1実施形態にあっては、ステップS65において、誤りデータをRAM部26から削除した後に、ステップS70において、新たに採用された時間範囲t1−t2の温度データに近似して回帰直線を作成しておく。次いで、ステップS75において、直線勾配(A)からt1、t2時の温度θ1、θ2を算出するように構成されていた。
これに対して、第5実施形態では、ステップS65において、誤りデータをRAM部26から削除した後に、ステップS70において、新たに採用された時間範囲t1−t2の温度データに近似した回帰直線を作成しておく。次いで、新たに採用された経過時間t1−t2内の各点と回帰直線(S70で作成)との相関係数を算出しておき、算出した相関係数ρが0.8以上か否かを判断し、回帰直線の相関係数ρが0.8以上である場合には測定誤りがないとみなし、ステップS75に進む。一方、回帰直線の相関係数ρが0.8未満である場合には測定誤りがあるとみなし、ステップS65に進むように構成してもよい。
<Fifth Embodiment>
In the first embodiment, after the error data is deleted from the RAM unit 26 in step S65, a regression line is created in step S70 by approximating the newly adopted temperature data in the time range t1-t2. Keep it. Next, in step S75, the temperatures θ1 and θ2 at t1 and t2 were calculated from the linear gradient (A).
On the other hand, in the fifth embodiment, after deleting the error data from the RAM unit 26 in step S65, in step S70, a regression line approximated to the temperature data in the newly adopted time range t1-t2 is created. Keep it. Next, a correlation coefficient between each point in the newly adopted elapsed time t1-t2 and the regression line (created in S70) is calculated, and whether the calculated correlation coefficient ρ is 0.8 or more is determined. When the correlation coefficient ρ of the regression line is 0.8 or more, it is determined that there is no measurement error, and the process proceeds to step S75. On the other hand, when the correlation coefficient ρ of the regression line is less than 0.8, it may be considered that there is a measurement error and the process proceeds to step S65.

これにより、誤りデータをRAM部26から削除した後に、新たに採用された時間範囲t1−t2の温度データに近似した回帰直線を作成しておく。次いで、新たに採用された経過時間t1−t2内の各点と回帰直線との相関係数ρを算出しておき、回帰直線の相関係数ρが0.8以上である場合に、直線勾配(A)からt1、t2時の温度θ1、θ2を算出する。次いで、時間t1、t2、温度θ1、θ2を式(1)に代入して土壌固有熱抵抗gを算出する。
このように、誤りデータをRAM部26から削除してから、精度が高い土壌固有熱抵抗gを算出するまでの処理を高速化することができる。第5実施形態に示す処理を実行することで、解析作業に要する時間を短縮することができる。
Thus, after deleting the error data from the RAM unit 26, a regression line approximated to the temperature data in the newly adopted time range t1-t2 is created. Next, the correlation coefficient ρ between each point in the newly adopted elapsed time t1-t2 and the regression line is calculated, and when the correlation coefficient ρ of the regression line is 0.8 or more, the linear gradient Temperatures θ1 and θ2 at t1 and t2 are calculated from (A). Next, the soil intrinsic thermal resistance g is calculated by substituting the times t1 and t2 and the temperatures θ1 and θ2 into the equation (1).
As described above, it is possible to speed up the process from the deletion of the error data from the RAM unit 26 until the calculation of the soil specific thermal resistance g with high accuracy. By executing the processing shown in the fifth embodiment, the time required for the analysis work can be shortened.

1…管路、1a…防食層、1b…電力ケーブル、1c…絶縁体、1d…導体、1e…金属シース層、2…電源ユニット、3…探針棒、3a…ヒータ、3b…熱電対、3c…熱電対、3d…熱電対、4…測定器、5…データロガー、20…土壌固有熱抵抗測定装置、21…I/F部、22…キーボード、23…マウス、24…I/O部、25…ハードディスク、26…RAM部、26…当該RAM部、27…表示部、28…表示制御部、29…制御部、30…プリンタ部、31…メッセージボックス、31a…ボタン、31b…ボタン、33…メッセージボックス、41…グラフ印刷ボタン   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pipe line, 1a ... Anticorrosion layer, 1b ... Power cable, 1c ... Insulator, 1d ... Conductor, 1e ... Metal sheath layer, 2 ... Power supply unit, 3 ... Probe bar, 3a ... Heater, 3b ... Thermocouple, 3c ... thermocouple, 3d ... thermocouple, 4 ... measuring instrument, 5 ... data logger, 20 ... soil specific thermal resistance measuring device, 21 ... I / F unit, 22 ... keyboard, 23 ... mouse, 24 ... I / O unit , 25 ... hard disk, 26 ... RAM section, 26 ... RAM section, 27 ... display section, 28 ... display control section, 29 ... control section, 30 ... printer section, 31 ... message box, 31a ... button, 31b ... button, 33 ... Message box, 41 ... Graph print button

Claims (4)

土壌内に差し込まれる長尺な発熱体と、該発熱体の長手方向の所定部位に配置されて土壌の温度を検出する少なくとも一つの熱電対と、前記熱電対が検出した土壌の温度から前記土壌の熱抵抗を求める土壌固有熱抵抗測定装置であって、
前記熱電対により検出された前記土壌の温度と、前記発熱体に通電を開始してからの経過時間とからなる測定データを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段により取得された前記測定データのうち、前記通電を開始してからの第1の経過時間から該第1の経過時間よりも後の第2の経過時間までの前記測定データに近似した回帰直線を作成する回帰直線作成手段と、
前記第1の経過時間と前記第2の経過時間との間における前記測定データと前記回帰直線との相関係数を算出する相関係数算出手段と、
前記相関係数算出手段により算出された相関係数が所定の基準値以上である場合に、前記回帰直線の勾配から前記第1及び第2の経過時間での温度値を算出する温度値算出手段と、
前記第1及び第2の経過時間と、前記第1及び第2の経過時間での前記温度値とに基づいて、前記土壌の固有熱抵抗を算出する固有熱抵抗算出手段と、
前記相関係数算出手段により算出された相関係数が所定の基準値未満である場合に、前記第1及び第2の経過時間を任意に再設定する再設定手段を備え、
前記回帰直線作成手段は、前記再設定手段により再設定された第1の経過時間から第2の経過時間までの前記測定データに近似した回帰直線を作成することを特徴とする土壌固有熱抵抗測定装置。
A long heating element inserted into the soil, at least one thermocouple arranged at a predetermined position in the longitudinal direction of the heating element to detect the temperature of the soil, and the soil temperature from the soil temperature detected by the thermocouple A soil specific thermal resistance measuring device for determining the thermal resistance of
Data acquisition means for acquiring measurement data consisting of the temperature of the soil detected by the thermocouple, and the elapsed time from the start of energization of the heating element,
Of the measurement data acquired by the data acquisition means, approximate to the measurement data from the first elapsed time since the start of energization to the second elapsed time after the first elapsed time A regression line creation means for creating a regression line,
Correlation coefficient calculating means for calculating a correlation coefficient between the measurement data and the regression line between the first elapsed time and the second elapsed time;
Temperature value calculating means for calculating temperature values at the first and second elapsed times from the slope of the regression line when the correlation coefficient calculated by the correlation coefficient calculating means is equal to or greater than a predetermined reference value. When,
Specific heat resistance calculating means for calculating the specific heat resistance of the soil based on the first and second elapsed times and the temperature value at the first and second elapsed times;
Re-setting means for arbitrarily resetting the first and second elapsed times when the correlation coefficient calculated by the correlation coefficient calculating means is less than a predetermined reference value;
The regression line creation means creates a regression line that approximates the measurement data from the first elapsed time to the second elapsed time reset by the resetting means, apparatus.
前記データ取得手段により取得された前記測定データから温度と経過時間とがなす対数グラフを描画するグラフ描画手段と、
前記データ取得手段により取得された前記測定データに対して、任意の前記測定データを削除するデータ削除手段と、を備え、
前記回帰直線作成手段は、前記データ削除手段により任意の前記測定データが削除された後の第1の経過時間から第2の経過時間までの測定データに近似した回帰直線を作成することを特徴とする請求項1記載の土壌固有熱抵抗測定装置。
Graph drawing means for drawing a logarithmic graph of temperature and elapsed time from the measurement data acquired by the data acquisition means;
A data deletion unit that deletes any of the measurement data with respect to the measurement data acquired by the data acquisition unit,
The regression line creation means creates a regression line that approximates measurement data from a first elapsed time to a second elapsed time after any measurement data is deleted by the data deletion means. The soil specific heat resistance measuring device according to claim 1.
土壌内に差し込まれる長尺な発熱体と、該発熱体の長手方向の所定部位に配置されて土壌の温度を検出する少なくとも一つの熱電対と、前記熱電対が検出した温度から前記土壌の熱抵抗を求める土壌固有熱抵抗測定方法であって、
前記熱電対により検出された前記土壌の温度と、前記発熱体に通電を開始してからの経過時間とからなる測定データを取得するデータ取得ステップと、
前記データ取得ステップにより取得された前記測定データのうち、前記通電を開始してからの第1の経過時間から該第1の経過時間よりも後の第2の経過時間までの前記測定データに近似した回帰直線を作成する回帰直線作成ステップと、
前記第1の経過時間と前記第2の経過時間との間における前記測定データと前記回帰直線との相関係数を算出する相関係数算出ステップと、
前記相関係数算出ステップにより算出された相関係数が所定の基準値以上である場合に、前記回帰直線の勾配から前記第1及び第2の経過時間での温度値を算出する温度値算出ステップと、
前記第1及び第2の経過時間と、前記第1及び第2の経過時間での前記温度値とに基づいて、前記土壌の固有熱抵抗を算出する固有熱抵抗算出ステップと、
前記相関係数算出ステップにより算出された相関係数が所定の基準値未満である場合に、前記第1及び第2の経過時間を任意に再設定する再設定ステップを備え、
前記回帰直線作成ステップは、前記再設定ステップにより再設定された第1の経過時間から第2の経過時間までの前記測定データに近似した回帰直線を作成することを特徴とする土壌固有熱抵抗測定方法。
A long heating element to be inserted into the soil, at least one thermocouple which is arranged at a predetermined position in the longitudinal direction of the heating element to detect the temperature of the soil, and the heat of the soil from the temperature detected by the thermocouple A soil specific thermal resistance measurement method for determining resistance,
A data acquisition step of acquiring measurement data consisting of the temperature of the soil detected by the thermocouple, and the elapsed time from the start of energization of the heating element,
Of the measurement data acquired by the data acquisition step, approximate to the measurement data from the first elapsed time since the start of energization to the second elapsed time after the first elapsed time. A regression line creation step for creating a regression line,
A correlation coefficient calculating step of calculating a correlation coefficient between the measurement data and the regression line between the first elapsed time and the second elapsed time;
A temperature value calculating step of calculating a temperature value at the first and second elapsed times from the slope of the regression line when the correlation coefficient calculated by the correlation coefficient calculating step is equal to or greater than a predetermined reference value; When,
A specific heat resistance calculating step of calculating a specific heat resistance of the soil based on the first and second elapsed times and the temperature value at the first and second elapsed times;
A reset step for arbitrarily resetting the first and second elapsed times when the correlation coefficient calculated by the correlation coefficient calculation step is less than a predetermined reference value;
The regression line creation step creates a regression line approximated to the measurement data from the first elapsed time to the second elapsed time reset by the resetting step, Method.
土壌内に差し込まれる長尺な発熱体と、該発熱体の長手方向の所定部位に配置されて土壌の温度を検出する少なくとも一つの熱電対と、前記熱電対が検出した温度を計測データとして記録する記録装置と、前記記録装置から入力された計測データから前記土壌の熱抵抗を求める演算装置とを備えた土壌固有熱抵抗測定システムであって、
前記記録装置は、
前記熱電対により検出された前記土壌の温度と、前記発熱体に通電を開始してからの経過時間とからなる測定データを記録するデータ記録手段を備え、
前記演算装置は、
前記記録装置から入力された前記測定データのうち、前記通電を開始してからの第1の経過時間から該第1の経過時間よりも後の第2の経過時間までの前記測定データに近似した回帰直線を作成する回帰直線作成手段と、
前記第1の経過時間と前記第2の経過時間との間における前記測定データと前記回帰直線との相関係数を算出する相関係数算出手段と、
前記相関係数算出手段により算出された相関係数が所定の基準値以上である場合に、前記回帰直線の勾配から前記第1及び第2の経過時間での温度値を算出する温度値算出手段と、
前記第1及び第2の経過時間と、前記第1及び第2の経過時間での前記温度値とに基づいて、前記土壌の固有熱抵抗を算出する固有熱抵抗算出手段と、
前記相関係数算出手段により算出された相関係数が所定の基準値未満である場合に、前記第1及び第2の経過時間を任意に再設定する再設定手段を備え、
前記回帰直線作成手段は、前記再設定手段により再設定された第1の経過時間から第2の経過時間までの前記測定データに近似した回帰直線を作成することを特徴とする土壌固有熱抵抗測定システム。
A long heating element to be inserted into the soil, at least one thermocouple arranged at a predetermined position in the longitudinal direction of the heating element to detect the temperature of the soil, and the temperature detected by the thermocouple are recorded as measurement data A soil specific thermal resistance measurement system comprising: a recording device that performs the calculation; and a calculation device that obtains the thermal resistance of the soil from the measurement data input from the recording device,
The recording device comprises:
Data recording means for recording measurement data consisting of the temperature of the soil detected by the thermocouple and the elapsed time from the start of energization of the heating element,
The arithmetic unit is:
Of the measurement data input from the recording device, the measurement data approximated to the measurement data from the first elapsed time after the start of energization to the second elapsed time after the first elapsed time. A regression line creation means for creating a regression line;
Correlation coefficient calculating means for calculating a correlation coefficient between the measurement data and the regression line between the first elapsed time and the second elapsed time;
Temperature value calculating means for calculating temperature values at the first and second elapsed times from the slope of the regression line when the correlation coefficient calculated by the correlation coefficient calculating means is equal to or greater than a predetermined reference value. When,
Specific heat resistance calculating means for calculating the specific heat resistance of the soil based on the first and second elapsed times and the temperature value at the first and second elapsed times;
Re-setting means for arbitrarily resetting the first and second elapsed times when the correlation coefficient calculated by the correlation coefficient calculating means is less than a predetermined reference value;
The regression line creation means creates a regression line that approximates the measurement data from the first elapsed time to the second elapsed time reset by the resetting means, system.
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